Es erfolgt eine Darstellung der theoretischen Grundlagen, die für die Berechnung von optimal wachsenden Störungen nötig sind. Bei Anwendung des Projektionsoperators ist es möglich, die Anfangsstörung zu berechnen, welche die größtmögliche kinetische Energie nach Ablauf eines Optimierungsintervalls in einem vorher spezifizierten Gebiet erlangt. Die Berechnung dieser sogenannten lokalen optimalen Vektoren erfolgt für ein barotropes Modell, das um zeitunabhängige Grundströme linearisiert ist. Die lokalen optimalen Vektoren sind für Grundströme ermittelt worden, die aus einem gleitenden 10-Tages Mittel bestehen. Als Zielgebiet kam dabei der Nordatlantik-Europa Bereich zur Anwendung. Auf diese Weise war es möglich, zu untersuchen, welche Gebiete einen Einfluss auf das Störungswachstum besitzen. Dabei stellte sich heraus, dass für Optimierungszeiten größer 96 Stunden vier verschiedene Startgebiete existieren. Besonderes Interesse galt dem Transport von kinetischer Energie aus diesen Startgebieten in das Zielgebiet. Teilweise zeigte sich, dass die Energie über PNA ähnliche Strukturen in das Zielgebiet getragen wird. / Under the use of a projection operator it is possible to calculate perturbations with maximal energy growth during optimization time at some pre-chosen geographical area. The so called local optimal perturbations are computed for a barotropic model, linarized about time independent basic states. The optimal perturbations are determined for basic states consisting of 10-day running means of the daily streamfunctions. The chosen target area was the North Atlantic-European sector. In this way it was possible to find relevant \'starting regions\' leading to optimal energy growth in the target area. We found four such regions for long optimization times (> 96 hours). Thereby, the mechanisms responsible for the transport of the perturbations from the starting regions into the target area was thereby of special interest. In particular cases we found that structures similar to Pacific North America (PNA) patterns are involved in the energy transfer.

The protection of plasma facing components from heat and particle overloads is paramount to ensure the operability and desired lifetime of magnetic fusion devices. The possibility of using external 3D magnetic perturbations to improve the steady-state heat exhaust in diverted tokamaks has been studied in this thesis. This approach involves producing a controlled stochastic region in the plasma edge without significantly affecting the core of the plasma. Using field line tracing and 3D advection-diffusion heat transport models, the resulting magnetic and heat flux footprints on the divertor have been analyzed. An optimized configuration has been obtained, which reveals the potential of this approach for considerably reducing the peak heat load on the divertor. / Att skydda plasmakomponenter mot höga värmeflöden och snabba partiklar är av största vikt föratt säkerställa funktionsduglighet och önskad livslängd för en magnetisk fusionsreaktor. Möjlighetenatt använda externa 3D-magnetiska störningar för förbättrad statisk värmeavledningeni tokamaker med magnetiska avledare har studerats i denna avhandling. Tillvägagångssättetinnebär att man producerar en kontrollerad stokastisk region i plasmakanten utan att väsentligtpåverka plasmakärnan. Med hjälp av fältlinjespårning och 3D-modellering av värmetransportsom en advektions-diffusionsprocess har de resulterande magnetiska fotspåren och värmeflödetpå avledaren analyserats. En optimerad konfiguration har erhållits, vilket visar potentialen i dettatillvägagångssätt för att avsevärt minska den maximala värmebelastningen på avledaren.